?不確定性加劇背景下提升我國能源安全韌性
2023-12-11 14:07:41
2023年能源思考5月刊
作者：
中國海油集團能源經濟研究院 叢威 孫楚鈺
一、全球能源市場不確定性加劇
黨的二十大報告中作出了“我國發展進入戰略機遇和風險挑戰并存、不確定難預料因素增多的時期，各種‘黑天鵝’、‘灰犀牛’事件隨時可能發生”的戰略判斷。近期，受歐洲能源危機、地緣政治劇烈變化等因素影響，全球能源市場面臨日益加劇的不確定性。
在新型冠狀病毒感染疫情等一系列因素影響下，全球一次能源消費斷崖式下跌，世界范圍內的能源公司面臨巨額虧損，石油公司大幅削減資本性開支、大比例裁員，機構投資者紛紛退場。2020年全球能源投資減少20%，能源產量減少4%。2021年起經濟逐步復蘇，能源需求有所提振，但由于能源供給能力恢復具有時滯性，供需差距擴大，局部地區能源危機初現。
相比2021年，2022年原油價格波動劇烈。疫情后的經濟復蘇引起油價攀升，俄烏沖突爆發導致原油價格飆升至120美元/桶。歐洲TTF天然氣期貨市場價格也因俄烏沖突飆升而破歷史紀錄。柴油與汽油價格亦波動劇烈，甚至打破同步變動常規。2022年初，柴油和汽油的價格基本與近年來的價格模式一致，每加侖柴油價格僅比汽油高0.06美元，2022年4月柴油價格與汽油價差高達2美元/加侖。
歐洲綠色浪潮下，工業國家普遍追求激進轉型策略，相繼簽署《京都議定書》、《巴黎協定》、歐盟《2030年氣候與能源政策框架》等能源轉型條約；2019年，歐盟提出《歐洲綠色協議》作為其2050年碳中和路線圖；2021年推出了“Fit for 55”一攬子計劃，該計劃的主要建議之一，是在歐盟范圍內，到2030年可再生能源占一次能源消費總量的40%以上。化石能源迅速退出，形成以天然氣為支柱、退煤退核、風光并進的態勢。然而，新能源增長速度不及煤電等化石能源退出速度，風能發電、光伏發電占比較低，電力系統受天氣影響較大，穩定性大幅降低。2022年夏季，歐洲遭遇五百年以來最嚴重干旱，水電驟減，“歐洲蓄電池”挪威的水電發電量同比減少10％。
由于歐洲能源子系統互聯互通程度較高，當總供應緊張時，單項能源短缺會快速擴散至整個能源系統、匯聚至電力領域，從而形成以電價飛漲、供電不足為典型特征的新型能源危機。歐洲當前的能源危機實際上是以天然氣短缺為內在根源、電力緊缺為表現特征的系統性能源危機。
以烏克蘭危機為代表的突發性地緣政治事件威脅能源安全已成為常態。歐盟經歷三次天然氣改革，將天然氣占一次能源消費比重提高至三分之一，2021年歐盟80%以上的天然氣消費依賴進口，其中來自俄羅斯的天然氣進口量約占40%，俄羅斯2021年向歐洲輸送約1440億立方米管道天然氣。2022年2月，烏克蘭危機爆發，俄羅斯要求各國以盧布支付天然氣費用；9月，“北溪”管道因爆炸停運，至今仍未恢復，俄羅斯至歐洲天然氣斷流。天然氣連同其他大宗商品價格直線上漲，能源成本急劇上升，進而推高通貨膨脹。
全球新自由主義思潮漸退，“逆全球化”大行其道，中美博弈加深，我國能源安全面臨更加復雜的外部形勢。在“雙碳”目標推動下，全球范圍內石油公司大幅削減油氣勘探開發業務投資，導致部分國家油氣對外依存度快速攀升。產業、學術領域均亟需更新能源資源觀念及認識，充分認識到能源資源自給的重要性，切實從行動上提高能源資源保障能力。
總體來看，保持定力與韌性是維護能源體系總體安全穩定的兩個重要方面。在發展機遇、矛盾、挑戰并存的時代，不確定性是最大的障礙。但越是在動態發展時期，越要保持戰略定力，錨定目標不動搖，以不變應萬變，在不確定性中保持前進方向。在應對不確定性中，精準的預測與控制常常失效，加強系統的韌性管理是抵抗沖擊的關鍵對策。定力能避免能源市場大起大落，韌性更強調容錯性和恢復力，意味著即使在極端條件下也可自動恢復到平穩狀態，能夠在穩態下進行可控的供需調整。定力是前提，韌性是根本。具體來說，可概括為以下兩個方面：
充分認識能源轉型的長期性和復雜性，堅持先立后破，保障能源的安全穩定供給，避免因急躁冒進影響經濟社會發展和民生福祉。“能源不可能三角”理論認為能源系統不可能同時具備能源清潔、能源穩定、能源廉價三個特征。面對新的全球能源發展形勢，新型能源體系在不可能三角中的側重點將發生變化。作為相對清潔的天然氣，在穩定化石能源供應基本盤中將扮演日趨重要的作用。
長期以來，我國能源系統中發揮重要作用的化石能源是煤炭，2021年我國煤炭占一次能源生產比例為67%。但歐洲能源危機預警，在清潔能源大規模接入時，僅靠單一種類的化石能源保供，存在極大的能源安全風險。短期內，歐洲以重啟煤電廠及核電站等措施渡過能源危機，長遠角度應繼續加大對可再生能源的投資力度。歐洲經驗表明，在全球經濟危機與能源危機并行時代，經濟政策制定時對能源安全的考量壓倒對能源效率的考量，重啟多種化石能源保供是重中之重。
一方面，在清潔低碳安全高效路線不動搖的背景下，“能源不可能三角”中的能源清潔不可或缺，動蕩的全球能源、經濟、政治現狀也對能源穩定提出高要求，能源價格成為可以略微退讓的環節。煤炭與石油清潔性不足，綠氫制備成本極高，常見的風、光等可再生能源穩定性不足，碳排放量較低、供應穩定、價格并非極其昂貴的天然氣成為當前形勢下能兼顧能源清潔、能源穩定、能源廉價的一次能源。
另一方面，天然氣在二次能源穩定供應中依然發揮關鍵作用。相較燃煤發電，天然氣發電具有調峰靈活、清潔低碳等優點，在降碳減排的同時，可以有力提升電力系統的穩定供應、新能源消納和能效水平。相較電化學儲能發電調峰，天然氣的對外依存度更低。2021年，我國天然氣對外依存度為45%，電化學儲能的關鍵原材料——鋰資源的對外依存度約70%；2021年我國天然氣進口自澳大利亞、美國、卡塔爾、馬來西亞、印度尼西亞、俄羅斯聯邦等多個國家，而超過96%的碳酸鋰進口自智利和阿根廷。將氣電調峰作為構建新型電力系統的重要組成部分，是助力實現“雙碳”目標，構建清潔低碳、安全高效能源體系的重要途徑之一，以天然氣發電作為調峰電源能使我國能源資源安全更有保障。
能源系統韌性問題正在被越來越多的國家所關注，與此同時，碳中和共識在新動蕩中強化，發達國家大多把加快新能源發展、早日實現能源轉型視為保障能源安全、有效應對全球氣候變化的根本途徑。
能源系統的韌性，是能源系統在發生能源供應沖擊、需求突變等復雜劇烈變化時保持能源供需穩定的能力，其內涵包括穩態運轉、靈活反饋和戰略次序。穩態運轉意味著能源系統運行不能大起大落、大開大合，不能搞“運動式”降碳、“躍進式”接入波動性強的可再生能源，以免造成能源供應混亂無序；靈活反饋是指能源體系要像面團一樣能夠隨時回歸原始狀態，而不是彈簧式劇烈波動，造成能源消費的劇烈動蕩；戰略次序是指運行機制要做到先立后破，安排好發展優先序，統籌長短期發展目標。預期管理是統籌的重要環節，是實現能源系統高韌性的關鍵前提。通過使用多種手段在經濟社會及能源系統中進行有效引導、協調和穩定預期，實現需求調整，在相對穩態下匹配能源供需，才能實現能源系統穩態運轉。
在不確定性加劇背景下，在多元體系中增強系統的韌性是應對能源安全問題的主體思路。具體來說，一是要提高現有能源資源供應能力，加大勘探開發和藏儲力度，隨時保障多種能源沖鋒上陣，提高能源資源“應急箱”的能源資源數量；二是不斷開拓未知區域、未知能源，加強能源資源“應急箱”的能源種類儲備；三是提高應急監測能力，超前預判即將到來的風險與挑戰，提前清點并預備“應急箱”的能源種類與數量，及時準確決策“應急箱”向外輸出內容。
綜合上述分析，就提高我國能源安全韌性提出以下五方面建議：
平衡新能源增量與化石能源兜底保障間的關系，根據實際統籌好新能源發展時序。一是摸底各能源品類全生命周期國內部分的碳排放，核算化石能源碳排放量，預測不同時期技術進步將帶來的碳排放減少程度，為超前研判提供充分依據；二是大力推廣以電代煤、以氣代煤技術，降低高排放、高污染的煤炭直接需求，發展超臨界和超超臨界燃煤發電，降低燃煤發電排放量；三是著重降低油氣對外依存度，加大國內增儲上產力度；四是堅定不移發展天然氣，充分釋放天然氣取暖、發電及調峰、參與工業生產的潛能，發揮天然氣在能源轉型中的橋梁作用。
短期內，結合電力供需形勢擴展天然氣利用方式，加快地下儲氣庫建設，以管網改革為契機進一步提高天然氣產業鏈整體市場化運營水平。在氣源有保障、氣價可承受、調峰需求大的負荷中心適度布局調峰氣電項目，增強電力系統快速調節能力。積極推進風、光、氣多能互補項目，促進天然氣發電與新能源融合發展，加快構建并完善新型電力系統。同時，在有規模熱（冷）負荷的工業園區等區域適度建設天然氣分布式燃機、LNG冷能利用、LNG冷能空分等項目，夯實能源供應保障基礎。此外，歐洲天然氣儲氣庫總存儲能力約為1075億立方米，約占天然氣消費量的三分之一，而我國儲氣能力僅占天然氣消費總量的6%，應加快利用鹽穴建設地下儲氣庫，提高市場化運營水平。
中期內，多渠道擴展天然氣資源來源，爭取市場定價話語權。擴大天然氣進口渠道及方式，與伊朗、沙特等更多國家簽訂中長期與現貨合約，加快推動中俄中線建設，在國家大力推動人民幣國際化背景下，依托上海石油天然氣交易中心平臺進行小范圍、小規模天然氣貿易人民幣結算試點。強化全球LNG資源配置能力，全面拓展進口國別及航線，完善LNG接收站、LNG運輸船、陸上管道等天然氣基礎設施建設，以政策支持本土企業擴大自有LNG運輸船隊伍并發展航運商保，提高LNG進口韌性。
長期來看，仍應將天然氣作為可再生能源系統“應急箱”中的重要組成部分，輔以CCUS、海底固碳等技術實現未來天然氣碳排放對沖。
新中國成立后，我國投入大量人力物力進行油氣勘探開發，常規天然氣勘探潛力已基本實現，但對深層資源認識程度仍然較低，對中西部大氣田成藏規律認識不足，深海復雜氣藏仍面臨一系列技術瓶頸，全國范圍非常規天然氣資源潛力仍不明晰。應高度重視勘探投入，挖掘深層煤層氣等非常規天然氣資源潛力，具備隨時開發上產條件，提升能源資源統籌能力。
我國南海地塊天然氣水合物資源潛力巨大，目前深水沉積盆地地震測線密度低、鉆井少，天然氣水合物發育的地質條件、成藏因素、分布狀態仍然不清晰，相比墨西哥灣、北海等深水海域的勘探程度差距較大。因此，我國仍需大力投入和推進深水油氣勘探，尤其是南海北部神狐海域、南海南部、南海東沙等重點區域。適時在日本南海海槽等地區進行跨國聯合勘探開發行動。針對南海富碳天然氣，開發利用并推廣富碳天然氣CO2-CH4干重整、富碳天然氣制甲醇一體化、富碳天然氣CO2加氫制液體燃料等技術，實現天然氣利用轉型升級。
我國海岸線長達3.2萬千米，有300多萬平方千米的管轄海域，面積大于500平方米的島嶼6961個，溫差能、潮汐能、波浪能等海洋能源資源開發潛力十分豐富，但能源利用成本極高。建議進一步建立健全海洋能開發治理體系，發起海洋能發展專項支持基金，加快推動海洋能人才隊伍建設，儲備一批戰略級規劃人才、管理人才、科技人才、生產制造人才和施工建設人才，選拔和培養出海洋可再生能源產業發展所需的高級復合型人才、高級技術研發人才，推動海洋能開發利用成本下降。同時，不斷開展深海能源資源發掘，加大海洋資源開發投資，打造海洋油氣為龍頭的海洋能源產業鏈，探索人類未知的海洋能源。
關鍵礦產是當前我國發展清潔能源的外部條件中最大的制約因素。銅是電力基礎設施的關鍵材料，幾乎應用于所有的低碳能源技術；釹、鏑和鐠廣泛用于風力發電機；光伏發電大量使用鎵、銦、鍺、碲等；電動汽車需要鋰、鎳、鈷、錳。國際能源署研究表明，光伏發電廠、風力發電場和電動汽車比基于化石燃料的同類產品需要更多的礦產。而我國鈷、鎳、錳、鋰、鉑族金屬、銅等關鍵礦產的對外依存度超過70%。關鍵礦產供應鏈易遭受地緣政治等突發性緊急事件的沖擊而斷裂。
黨的二十大報告提出“發展海洋經濟”“建設海洋強國”。通過開發海洋資源，可以對我國清潔能源轉型形成有力支撐。已探明具有開發前景的深海礦產資源包括多金屬結核、富鈷結殼、多金屬硫化物等，清潔能源發展所需的鎳、鈷、錳總儲量分別高出陸地相應儲量的幾十倍到幾千倍，近23億噸的潛在鈷資源存在于海底錳結核中。2021年，中國海洋礦業生產總值為180億元，僅占主要海洋產業增加值的0.5%，潛在發展空間巨大，但當前僅有五礦集團、北京先驅等企業獲得了國際海底區塊勘探權，參與主體亟待豐富。建議深化清潔能源-礦產耦合關系研判，提升深海礦產開發產業管理規范性，強化政府的主導作用，摸清礦產資源家底和需求，制定海洋礦產資源發展戰略和中長期規劃，加強勘探、評價和開發頂層布局，完善深海礦產資源開發管理政策法規。加強深海礦產開發的科技創新，構建以國內大循環為主的開放合作環境。
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